Детекторная система UFC

Высокий уровень поглощения рентгеновского излучения
Керамический сцинтиллятор поглощает кванты рентгеновского излучения и одновременно с этим преобразует их в видимый свет (фотоны), который затем превращается в электрические сигналы с помощью системы оптических датчиков. Весь этот процесс должен быть максимально эффективным: чем выше эффективность этого процесса, тем лучше детектор. Показатель квантовой эффективности детектора (DQE) — это мера, позволяющая оценить характеристики поглощающих материалов.

Сверхвысокая общая эффективность поглощения достигается за счет высокой степени поглощения рентгеновского излучения в сочетании с исключительно эффективным преобразованием рентгеновской энергии в видимый свет. Спектр оптического излучения находится в диапазоне примерно от 500 до 800 нм, что идеально подходит для объединения с фотодиодами. Отличная общая квантовая эффективность в сочетании с уникально малым временем послесвечения дает возможность скоростной регистрации рентгеновского излучения при низких дозах.

Малое время послесвечения
Во время преобразования рентгеновского излучения керамический сцинтиллятор начинает испускать свет. Чем быстрее он «гаснет», тем быстрее он снова преобразует новое излучение в свет без побочных эффектов. Детекторы UFC оптимизированы для использования в самой быстрой КТ-системе нашей компании, поддерживающей время оборота менее 0,4 с. Только сцинтилляторы с быстрым затуханием могут поглощать излучение и передавать всю информацию из многосрезовых проекций, обеспечивая высокое временное разрешение.

Световая эффективность
Высокая чувствительность при регистрации излучения и высокая эффективность преобразования рентгеновского излучения в видимый свет — необходимые условия для отличного качества изображений при низкой лучевой нагрузке. Чем больше квантов рентгеновского излучения будет зарегистрировано и преобразовано в видимый свет, тем точнее будут результаты и тем меньше шумов проявится в КТ-изображениях в виде артефактов или нерезкости. Помимо фактических свойств и типа материала сцинтиллятора, для пространственного разрешения важную роль играют качество их производства и чистота.

Повышение пространственного разрешения компьютерного томографа — это повышение детализации изображений и возможность выявлять поражения меньшего размера. Количество пикселов, которое рассчитывается как произведение количества детекторных каналов на количество линий детектора, определяет разрешение изображений. Прецизионные технологии производства компании Siemens Healthineers позволили достичь большого количества пикселов на квадратный сантиметр сверхчистого сцинтилляционого материала, что необходимо для многосрезовой КТ. 

Наконец, еще один важный фактор заключается в том, что световой выход должен оставаться стабильным при длительном или многократном воздействии рентгеновского излучения. Наши сцинтилляторы UFC обладают отличными показателями устойчивости к дрейфу по сравнению с другими материалами; даже после 10 лет эксплуатации (при 30 кГр) в них не обнаруживаются признаки необратимых повреждений.

Удобство использования и адаптации

Помимо минимального послесвечения и высоких показателей поглощения, у детекторов UFC есть и другие преимущества: их можно обрабатывать с помощью инструментов для производства на основе кремния и, к примеру, обрезать до пластин размером с марку или до других геометрических форм с учетом конкретных требований и областей применения детекторов. Для получения нужной формы можно использовать любые методы, например пиление, шлифовку и полировку. Это дает возможность получения точных форм и адаптации для достижения отличных результатов.

Кроме того, со сцинтилляционным материалом UFC легко работать, поскольку он устойчив к воздействию атмосферного воздуха, влажности, воды, температуры и разнообразных химических веществ, в частности масел и растворителей (другие детекторные материалы гигроскопичны и требуют герметизации). К тому же материал UFC не ядовит и, в отличие от других твердотельных сцинтилляционных материалов, не содержит никаких токсичных элементов и поэтому не оказывает негативного влияния на окружающую среду.

О материале UFC 

Функциональный керамический материал исключительно важен для высокого качества изображений. Материал сверхбыстрых керамических детекторов (UFC, Ultra Fast Ceramic) — это сцинтилляционный материал, который быстро и эффективно преобразует излучение рентгеновской трубки в световые сигналы. Эти сигналы в видимом спектре, в свою очередь, регистрируются фотодиодами, преобразующими их в электрические сигналы, которые становятся основой для компьютерной реконструкции двумерных или трехмерных изображений.

В рентгеновских детекторах применяются и другие однокристальные вещества, например вольфрамат кадмия (CdWO4) или йодид цезия (CsI). В детекторах UFC используется кристаллическая решетка из редкоземельного состава — оксисульфида гадолиния (GOS). Материал UFC обладает высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения, а благодаря короткому времени затухания очень быстро реагирует на изменения в интенсивности рентгеновского излучения. За счет этих свойств этот материал сцинтиллятора идеально подходит не только для высокоскоростной медицинской визуализации, но и для других областей и динамических исследований.

В чем разница?
Материал UFC превосходит традиционные материалы детекторов по многим показателям — от светового выхода до времени затухания и дрейфа. Этот материал отлично зарекомендовал себя в такой сложной области, как медицинская визуализация. 

Теперь наш материал UFC все чаще используется и во многих других отраслях, где он помогает обеспечить превосходную точность и эффективность в любой ситуации.

Быстродействие детекторов UFC
Благодаря быстрому затуханию и сверхкороткому времени послесвечения сцинтилляционный материал UFC компании «Сименс» оптимально подходит для использования в самых быстрых компьютерных томографах со временем оборота значительно меньше 0,4 с

CsJ: йодид цезия
YGO: иттриевый оксид гадолиния
UFC: сверхбыстрый керамический детектор Siemens Healthineers
LuTAG: лютециево-тербиево-алюминиевый гранат

При высокоскоростном сканировании сердца с детектором UFC не требуется уменьшать количество проекций или использовать другие алгоритмы коррекции, которые могут ухудшить качество изображений. Основное достоинство детекторов UFC — это их скорость в сочетании с другими уникальными свойствами, от минимального дрейфа до короткого послесвечения, отличных механических свойств и удобства обработки.

Поскольку скорость томографии постоянно растет, короткое время затухания становится все важнее как для медицинской визуализации, так и для других динамических исследований.